Pomyślałem sobie, że przy okazji tego projektu nauczę się czegoś nowego:
- sterowanie CNC
- obróbka sklejki
- nowe materiały (kevlar)
- Poradnik tokarza - Dudik (toczenie kształtowe)

Domyślam się, że stożek i rolkę będzie łatwiej wykonać, ale spróbuje połączyć technikę toczenia kształtowego i gwintowania nożem kształtowym (okrągłym), w efekcie powinien wyjść idealny bęben do napędu. Jeśli dobrze wykona się wzorzec każdy następny można będzie wykonać np techniką odlewania. W każdym bądź razie "utrudnienie" sobie sprawy w przypadku wykonania bębna jest tu zamierzone.

Jeśli chodzi o skalowalność tego napędu to akurat ten konkretny będzie mógł obsłużyć maszynki o polu roboczym do 700mm i więcej jeśli linka będzie cieńsza. Ja we wszystkich osiach zastosowałem ten sam element, jedyna różnica to długość linki osi Z.

W międzyczasie wymyśliłem jak zmodyfikować stół tak aby był sztywniejszy według sugesti ursus_arctos, a przy okazji żeby ułożenie linki było identyczne jak w osi belki. Dzięki temu dwie linki w maszynie będą takie same, maszyna będzie niższa chociaż trudniej będzie nawlec linkę, ale nie powinno być jakoś najgorzej. Dodatkowo ubyły dwie rolki prowadzące ze stołu, które przenosiły napęd na lewą stronę (to na pewno na plus).



PDF 3D v1.1


Tymczasem namierzyłem linki i jak tylko wprowadzę ostatnie modyfikacje i będę znał dokładną długość linek powstaną 4 zestawy linek napędowych, które poddane zostaną testom.
1. stal 3 mm w koszulce z tworzywa (pracuje pod wpływem zmian temp, mało giętka)
2. Dyneema 3 mm bez oplotu (niełamliwa, dużo mocniejsza niż kevlar i odporna na UV ale ma tendencje do pływania przy długotrwałych naprężeniach - ciekawe jak bardzo)
3. Dyneema 4 mm bez oplotu
4. Kevlar 4 mm bez oplotu (podatny na UV i nie lubi łamania na małych rolkach, ani węzłów, przewodzi prąd)

Zorganizowałem też rolki do linek - miały to być początkowo okucia dolne do drzwi szafy przesuwanej ale udało mi się okazyjnie (4x taniej) kupić prawie identyczny element do składanych drzwi garażowych, nie mają tylko okrągłego rowka na rolce - to się zrobi. (Zdjęcia później)

Prowadnice stołowe i szufladowe też już są, w ich przypadku trzeba będzie przełożyć koszyki i kupić odpowiednie profile aluminiowe, których niestety nie mieli na stanie magazynowym, trzeba będzie zamówić.

Pozostaje zdobycie śrub szwedzkich, rozmieszczenie otworów pod nakrętki młoteczkowe i zlecenie wycięcia konstrukcji (Miałem to robić ręcznie ale nie wiem kiedy by się znalazł na to czas). Tak przy okazji wie ktoś może jak daleko od krawędzi materiału taka nakrętka śruby szwedzkiej powinna być umieszczona? Nie mam pod ręką mebli z Ikea żeby podpatrzeć.

BTW - drugi projekt obejmuje naprawdę MAŁĄ frezarkę, która bardziej będzie przypominała drukarkę biurkową, więc kres tam nie wejdzie. Będzie to raczej wrzeciono z silnika modelarskiego z przekładnia pasową. Napęd Z to mini śruba kulowa, ale to temat na kolejny wątek po skończeniu drewniaka. Chyba, że poniosę sromotną porażkę i moja psychika tego nie wytrzyma hehe.

EDIT

Jako, że sam lubię oglądać zdjęcia tego co robicie to też trochę ich wstawię
Zdjęcia fantów i ich modyfikacji

prowadnica stołowa oraz prowadnice szufladowe (jedna była dawcą organów)


Wlutowanie nakrętek w prowadnice


dokładanie koszyka od dawcy do właściwej prowadnicy + stały dystans


rolka drzwi garażowych i pasujący do niej "homemade" uchwyt na wcisk


Nóż kształtowy z uszkodzonego wiertła


Nóż i wiertło jako docisk - kieł był tu za krótki


gotowe roleczki - produkcja szła błyskawicznie


Przed i po (rolki z rowkami są normalnie dostępne !!)


przyszły naciąg linki i kausza do oczka liny


Zestawy linek będą gotowe niebawem, alu na prowadnice i wciągarkę zamówione, śruby szwedzkie będą w tym tygodniu, konstrukcja powstanie pewnie w przyszłym jak wszystko ostatecznie rozmieszczę (łącznie z miejscem na manewrowanie linkami i naciągami)

EDIT 121215
Aktualizacja

Przyszły elementy prowadnic i konstrukcji


Przymiarka prowadnicy - kawał "żelastwa"


Skończyłem planowanie połączeń śrubowych osi Z

oś Z PDF 3D

Stół został jeszcze trochę zmodyfikowany aby był sztywniejszy
Wrzeciono Makita zostało zastąpione przez mokrego chińczyka 1.5kW, instalacja chłodnicza będzie ze starej chłodnicy klimatyzacji samochodowej.


Linki 3mm kevlarowe i dynema zaginęły i pewnie jeszcze raz będę musiał je zamówić :/ a tym czasem pierwszy zestaw napędowy będzie z linki stalowej w koszulce PCV 3mm.

MlKl, wcale nie krytykuje Twojego podejścia do pracy i sam wielokrotnie wykorzystuje różnego rodzaju "odpady" samochodowe tj. piasty, tarcze hamulcowe, tłoczki hamulców jako komponenty lub materiały moich konstrukcji. Tym razem zakładam jednak, że projekt będzie miał znamiona powtarzalności i będzie się składał z "katalogowych" części.

smouki, dzięki za wsparcie . Budżet oczywiście postaram się aby był mniejszy niż wszystkie wymienione przez ursus_arctos techniki napędów.

ursus_arctos, mam nadzieje, że mój napęd jakoś się obroni. Nie mam go zamiaru bronić za wszelką cenę bez podstaw do tego.

Aby przedstawić, że skala problemu nie jest taka straszna posłużę się przykładem:



Sytuacja wygląda mniej więcej jak na powyższym rysunku.
Niebieski - pozycja środkowa
Czerwony i zielony - pozycje skrajne stołu.

Rozważę tu dłuższe osie X,Y ponieważ w osi Z efekt "pływania" linki na boki można spokojnie pominąć ponieważ tam potrzebne są tylko dwa obroty w całym zakresie.

W przypadku X i Y odległość A-B to jakieś 400mm.
Przy założeniu, że posłużę się 4mm linką i skok bębna też będzie 4mm to prosto można wyliczyć, że aby pokonać moje 590mm posuwu przy redukcji bloczkowej 1/2 potrzebuje przewinąć 1180 mm linki. Bęben w mojej konstrukcji ma 120mm na obwodzie, co daje nam około 10 zwojów na pełny zakres maszyny. Czyli pomiędzy skrajnymi pozycjami C i D będzie 10 zwojów co daje mam 40 mm - ergo linka od środkowej pozycji odchyli się do skrajnych o 20 mm.

Prosto można wyliczyć, że założona skrajna pozycja będzie się wiązała z wydłużeniem linki o:
=PIERWIASTEK(400*400+20*20)-400 co daje jakieś 0,49968mm

biorąc pod uwagę że efekt będzie obustronny powinienem to pomnożyć razy dwa, ale z uwagi na to, że zastosowana jest tu przekładnia bloczkowa 1/2 wydłużenie podzieli się /2.

Mamy więc zmianę długości linek o 0,5 mm

Jak widać z rysunku efekt ten będzie symetryczny z obu stron, więc nie będzie dochodziło do zmiany przesunięcia podczas ruchu stołu tylko do zwiększenia naciągu linki napędowej o wyliczone wyżej 0.5 mm.

Profil bębna można natomiast przybliżyć liniowo do krzywej zmiany długości linki ponieważ nie wpłynie ona na ruch a tylko i wyłącznie na naprężenie linki. Zakładam więc, że sam bęben będzie miał kształt zbliżony do:



A o jakiej różnicy średnic jest tu mowa aby zgubić te 0.5 mm ??

Zakładając, że obwód startowy (w pozycji środkowej) ma 120mm to skrajna pozycja będzie miała 119.5 ergo:
średnica środkowa 120/3.14 = 38.21656
średnica skrajna 119.5/3.14=38.057325

Biorąc pod uwagę jakkolwiek niski współczynnik rozciągliwości czy to pasków czy linki stalowej czy też kevlarowej, 0.5mm i liniowe zamiast realne przybliżenie krzywizny bębna do realnego wydłużenia się linki można według mnie pominąć zwłaszcza, że efekt ten będzie oddziaływał raczej na zmęczenie materiału a nie na przesunięcie stołu.

Jasne, że to tylko teoria i w praniu może się okazać, że to o D rozbić ale z tym 300 zł za bęben to przesada. Równie dobrze mógłbym dać tam po prostu wałek aluminiowy bez gwintu i bez profilu. Należy podkreślić, że to 0.5 to najbardziej pesymistyczny wariant i wartość ta szybko maleje do 0 przy zbliżaniu się do pozycji środkowej.

Co do zastosowanie techniki napędu dalej będę się upierał że zastosowanie linki będzie miało swoje plusy. Wytrzymałość linki będzie o wiele większa niż paska ponieważ obciążenia będą przenoszone przez całą linkę a nie tylko przez neoprenowe zęby paska. Widziałem przypadki, że pas wytrzymywał a zęby zostały ścięte przy wysokich przyspieszeniach i opóźnieniach. Linka o założonej średnicy 4mm zrywa się przy około 700-750kg a przy przekładni bloczkowej siła rozłoży się na dwie linki, czyli układ (linki) powinien wytrzymać 1400 kg.

Z tego co wiem siły zrywające kordu paska 3M wahają się w okolicy 158N na każdy milimetr a paska 5M około 316N co dla 15mm paska dawałoby to 2370N ~= 237kg dla 3M i 474kg dla 5M (nie jestem pewien czy dobrze operuje jednostkami). I jest to zerwanie kordu a nie zębów paska, które nastąpi dużo wcześniej. Z bardzo przybliżonych estymacji wynika według mnie, że dzięki lince można osiągnąć większą "kuloodporność" niższym kosztem niż za pomocą paska.

Napęd paskowy oczywiście bardzo mi się podoba i szczerze mówiąc już rozpocząłem kolejny projekt modelarskiej, zamkniętej, cichej frezarki na biurko napędzanej paskami (ale po kolei najpierw drewniak)

P.S. Sorry za odręczne rysunki

ursus_arctos - swego czasu interesowałem się systemami prowadzenie teleskopów za gwiazdami i widziałem, że jedna z konstrukcji miała przekładnie strunową, która opierała się na 4 lub 5 strunach owiniętych wokół aluminiowego bębna w podobny sposób jaki ja zastosowałem, a precyzja i powtarzalność takiego prowadzenia musiała być o wiele wiele większa niż przy obróbce CNC. Wydaje mi się, że tarcie będzie w zupełności wystarczające aby zatrzymać linkę na miejscu, ale w razie czego przeliczę jeszcze raz bęben aby miał zawsze 1 zwój statyczny aby dało się go przymocować na stałe w razie draki.

Co do konstrukcji linek masz całkowita racje z tego co się orientuje akurat kevlar nie jest sprzedawany bez oplotu ponieważ jest to włókno wrażliwe na promienie słoneczne (a linki kevlarowe najczęściej stosuje się na statkach) i po pewnym czasie traci swoje właściwości jeśli nie jest osłonięte klasycznymi włóknami poliestrowymi.

Domyślałem się, że mogą być z rozwarstwianiem się problemy ale nie myślałem że aż takie. Awaryjnie biorę pod uwagę linkę stalową z osłoną z tworzywa jako alternatywa napędu, ale jednak nie dorównuje ona kevlarowi pod względem giętkości. Może po prostu kupie grubszą linkę kevlarową i oskalpuje ją z oplotu.

Porównywać koszty obu napędów chyba nie ma co, z tego co wiem paski nie kosztują 2-6 zł za mb tak jak linki ?


MlKl - Ja wiem, że na forum panuje ogólna tendencja do budowania "czołgów" , ale nie dajmy się zwariować to jest drewniak i to jeszcze konstrukcja eksperymentalna, więc na razie pozostanę przy niskobudżetowych upierdliwych komponentach. Jeśli maszynka się obroni w wersji szufladowej to na pewno doczeka się wersji dla bardziej zamożnych z podpartymi wałkami 20 (ale to tego jeszcze daleka droga), dzięki za propozycję

smouki - dzięki za odpowiedź i oczywiście lubię konstruować jak pewnie każdy, który odwiedza to forum. Jakiekolwiek byłyby moje pierwotne zapędy, to tak czy inaczej będzie to maszyna edukacyjna ponieważ z doświadczenia nie wiem nic o cnc. Oczywiście nie podejmuje takiego wysiłku aby ta maszyna mogła uciągnąć tylko swój własny ciężar ale jednak żeby dało się na niej coś wyciąć.

sajgon - oczywiście patent jest już bardzo dobrze znany, nie wymyśliłem nic nowego tylko na własny sposób złożyłem pomysły mądrzejszych ode mnie . Jeśli chodzi o bęben z linką to według moich założeń będzie on miał stale nawinięte 5-10 zwojów. Z jedne strony linki będzie przybywało a z drugiej ubywało, więc nie dojdzie do sytuacji kiedy konieczne będzie nawinięcie kolejnej warstwy linki.

ursus_arctos - tak, oczywiście wiem o tym efekcie i miałem już kilka pomysłów na jego rozwiązanie. Pierwszym było to aby bęben lub cała wciągarka kręcąc się przemieszczała się wzdłuż własnej osi aby kąt linek się nie zmieniał. Takie rozwiązanie jednak skomplikowałoby budowę bębna (pewnie jakiś wieloklin napędowy w środku bębna z możliwością przesunięcia). Wybrałem inną opcję, którą będę mógł wykonać na moim Nutool 550. Nie wspomniałem o tym wcześniej, żeby nie zaciemniać posta ale bęben nawijarki będzie miał zmienną średnice wzdłuż swojej osi. Profil bębna mam już wstępnie policzony, zależy on od skoku "gwintu" bębna oraz ilości "stałych" zwojów na bębnie.

Jeśli chodzi o zastosowanie pasków i napędu typu ServoDrive to z założenia w tym projekcie staram się ogarnąć temat "CNC dla ludu". Jak VW stworzył kiedyś Garbusa, tak ja chciałbym zrobić projekt CNC, który będzie się dało zbudować za pomocą minimalnej ilości precyzyjnie (drogich) wykonanych elementów typu śruby kulowe itd.
Wiem, że zastosowałem tu przekładnie zębatą, która temu przeczy, ale w pierwotnym projekcie napęd jest bezpośredni na bęben nawijarki, a zmieniłem go tylko po to aby maszyna była bardziej kompaktowa. Jeśli wszystko wyjdzie łatwo będzie się dało zrezygnować z przekładni i uprościć konstrukcje. Myślę że przełożenie 1:2 będzie wystarczające aby uzyskać jako taką dokładność dla mniej wymagających amatorów.

Oczywiście wiem, że sklejka ma tendencję do pływania z wymiarami pod wpływam wilgoci i czas. Wszystkie elementy maszyny będą zabezpieczone odpowiednim podkładem i farbą zapobiegająca pochłanianiem wilgoci. Konstrukcja skrzynkowa stołu nie pasuje jednak za bardzo do tej konstrukcji. Dziękuję za tą uwagę, na pewno pomyślę jak można usztywnić stół.

Czekam na kolejne komentarze. Jeśli nie będzie jakiejś strasznej krytyki samej konstrukcji dziś przystąpie do rozmieszczenia śrub montażowych. Połączenia elementów będą wykonane za pomocą śrub szwedzkich oraz kleju.

Witam

W ramach moich pierwszych kroków z SW postanowiłem stworzyć projekt mojej pierwszej maszyny CNC

Przybliżone gabaryty konstrukcji: Sz=970,Dł(stołu)=900,Wys=530
Posuw: 590x590x90

Rama: sklejka 18, boki maszyny sklejone 2x18, na stole "waste board" MDF 16 z nakrętkami do drewna (nie ma ich na rysunku)
Prowadnice: X i Y prowadnice stołowe o długości 850mm-posuw 590mm, a Z to zmodyfikowane prowadnice szufladowe 320mm z dodatkowymi koszykami kulkowymi o posuwie 90 mm.

Napęd: Silniki krokowe 1.89 - 3Nm
Przeniesienie napędu: System bloczków 1:2 (linka kevlar) i wciągarka CNC z przekładnią paskową HTD 5M 1:3.
Zębatki 12:36 zębów szerokość 15mm

Wrzeciono(na start): Makita RT 0700CX2

Elektronika to pewnie będzie 3 osiowy "Chińczyk" z alledrogo. Ze sterowaniem nie mam doświadczenia więc tego trzeba będzie się dopiero nauczyć.

Prowadnice połączone w tandemy na aluminiowym kątowniku 60x60x5 (osie X i Y)


Wciągarka CNC z gwintowanym pod linkę bębnem. Linka z jednej strony się nawija a z drugiej rozwija.


Złożenie osi Y z prowadnicami i rolkami prowadzącymi linkę


Konstrukcja stołu perspektywa (bez linki której jeszcze nie umiem narysować)


Konstrukcja stołu z góry (bez linki której jeszcze nie umiem narysować)
Linka będzie przechodziła przez bęben wciągarki i przez rolki będzie przymocowana do stołu za pomocą śrub rzymskich służących do naciągnięcia linki.


Widok całej maszyny. prowadnice osi Z zamontowane na kątowniku 50x50x5



Dla jasności dołączam pliki 3D:
PDF 3D

3DXML

Odtwarzacz do 3DXML

Zasada działania napędu została zainspirowana przez dźwig żuraw z redukcją bloczkową, który mijam od kilku miesięcy w drodze do pracy.


Napęd każdej osi będzie miał dwa takie zastawy bloczków "przeciągające" się wzajemnie. Na rysunku brak linki, której nie umiem jeszcze narysować i napinaczy ze śrub rzymskich.
Mam nadzieje, że zamysł jest jasny?

Proszę o uwagi co do konstrukcji zanim przejdę do "czynów" ;) Co byście doradzili biorąc pod uwagę, że ma być to konstrukcja przeznaczona do edukacji i pierwszych kroków z CNC?